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给农作物开“处方”,“耕种管收”全链条智能服务

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2024-01-02 17:04

“像医院给病人开处方一样,我们根据反射光谱的监测结果,对农作物开出‘处方’,然后通过无人机精准地将‘种、肥、水、药’送到每一株农作物上。”南京农业大学副校长朱艳说。2023年12月20日上午,朱艳结束了学校的会议后,匆匆赶到了实验室。此前,朱艳刚刚获评第十五届南京市“十大科技之星”,她带领团队围绕农情遥感监测、农作系统模拟、农田精确管理等开展了系统深入的技术创新与工程实践,并攻克技术难题,部分成果曾在2008年、2015年获得国家科技进步奖二等奖。她本人还曾获得全国农牧渔业丰收奖一等奖、神农中华农业科技奖创新团队奖、中国青年女科学家奖等。

朱艳讲课。受访者供图。朱艳讲课。受访者供图。

“哪些农作物缺少肥料,哪些农作物需要喷药,无人机或智能装备都会带着我们配制的‘药’去田间精准作业。”朱艳说。这样的“巧思”背后,是朱艳带领团队实现的三大关键技术的突破。第一个关键技术就是农情信息的立体化感知,通过便携式的监测仪、无人机、传感器、高空遥感影像等技术快速精准地监测农作物的长势,系统分析出农作物生长状况。在农作物监测的基础上,定量设计出种肥水药的“处方”,对症下药。而当有了“处方”之后,如何精准“下药”是团队攻克的第三个技术难题,朱艳将“处方”与智能装备相结合,让无人机或智能装备到田间精准作业。

天空地立体化作物生长监测预测技术平台示意图。采访者供图。天空地立体化作物生长监测预测技术平台示意图。采访者供图。

“这样一来,从实时感知到定量决策,再到最后的田间作业,我们就实现了农作物耕、种、管、收全链条的智慧化服务。”朱艳说。智慧农业是保障粮食安全、建设农业强国的有力支撑,这种“耕种管收”全链条智能服务大大提升了农田的管理效能,优化种肥水药的资源配置,提升农作物产量和品质,同时能够降低种植成本,提升经济效益和产品竞争力。

为了做相关研究,顶着高温、迎着寒风到田间地头做实验对朱艳来说是家常便饭。自2003年在南京农业大学博士毕业并留校任教开始,朱艳与农业打了20年的交道。“吃苦耐劳”是她对自己和学生最重要的一条要求,在她看来,做农业研究,必须要真正做到脚踏实地,把论文“写”在祖国大地上,“比如说水稻季,温度可能都到40摄氏度左右,我们仍然要去田里做实验,不去田里看,实验数据怎么来?光靠自己在实验室里模拟是不行的。”在育才过程中,朱艳聚焦国家乡村振兴战略对现代农业人才的需求,突出“新农科”专业建设理念,首创了全国“智慧农业”本-硕-博贯通式拔尖创新人才培养模式,引领了全国智慧农业科技创新和人才培养,成为智慧农业创新成果产出和新型人才输出的重要基地,共培养了博士研究生18名、硕士研究生42名,其中还有一名学生成长为国家级青年人才。此外,随着科技的不断发展,朱艳越来越意识到学科交叉融合发展的重要性,她由农业向外延伸,跨学科学习丰富知识,将人工智能与农业领域深度融合,发挥农业信息学交叉学科的优势,依托国家信息农业工程技术中心、智慧农业教育部工程研究中心等科研平台,组建了一支高水平智慧农业科教团队,“技术不断在发展,农业也要积极拥抱新技术,助推智慧农业和现代农业的快速发展。”

朱艳与学生交流。受访者供图。朱艳与学生交流。受访者供图。

“当前在智慧农业领域仍然有不少‘卡脖子’的问题需要解决,例如在加强模型算法,以及机器人、传感器等智能装备上,我们还需要继续攻克难题。”朱艳说,她将带领团队继续在智慧农业领域探索,“希望通过我们构建的模型算法、关键技术和应用产品,集成打造更多的智慧农场,进而为加快实现农业农村现代化、农业强国提供强有力的科技支撑。”

南京日报/紫金山新闻记者 张安琪 祝东秀